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MIMTMを用いた水銀キャビテーションによる金属の壊食損傷構造

Pitting damage in metals by mercury cavitation with MIMTM

義家 敏正*; 二川 正敏; 直江 崇 ; 小松 正雄*; 佐藤 紘一*; Xu, Q.*; 川合 將義*

Yoshiie, Toshimasa*; Futakawa, Masatoshi; Naoe, Takashi; Komatsu, Masao*; Sato, Koichi*; Xu, Q.*; Kawai, Masayoshi*

水銀を標的に用いた核破砕中性子源では、大強度の陽子線入射に伴い水銀中に圧力波が発生する。この圧力波が水銀を包含するステンレス鋼製の容器へと伝播する過程で、水銀と容器の界面では負圧によるキャビテーションが発生する。キャビテーション気泡が崩壊する際に発生するマイクロジェットと衝撃圧により、容器内壁には微小ピット群からなるエロージョンが形成される。本報では、水銀中でのピッティング損傷を系統的に評価するために開発した電子力駆動の衝撃圧負荷試験機MIMTMを用いた材料の損傷構造について高速変形の観点から評価した。金属組織の転位構造を観察した結果、非常に早い変形メカニズムであること、マイクロジェット速度が200$$sim$$300m/sであることを明らかにした。

In the liquid mercury target for the spallation neutron source, pressure waves occurs owing to the high-intense proton beam bombardment. The pressure waves induces the cavitation in the interface between the mercury and the target vessel through the propagation process. Erosion damage composed of micro-pits clusters is formed by the micro-jets and shock waves emitted from cavitation bubble collapse. In this paper, researches for damage structure of the material that was examined using the electroMagnetic IMpact Testing Machine (MIMTM) form the viewpoint of high-speed deformation. The result showed that the 200$$sim$$300 m/s of collision velocity for micro-jet impacting which was estimated from the numerical simulation is reasonable value.

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